使用拼布封装提高系统级集成电路封装性能

无线消费设备（如Tablet PC，智能手机和电子书阅读器）普及的越来越多，并且对进一步的增强有持续的要求。多年来，IC的性能也显着改善，但是包装电路的技术不达到标记。

最近，已知被称为被子包装（QP）的新技术已经发展，这对降低成本和提高系统级IC封装性能具有很高的承担。纳米科技大学电气工程系Gary H.Bernstein教授在Notre Dame大学开发了一个2D系统，以及他的研究生，Quanling Zheng等人。欧洲杯线上买球该解决方案是为高效的芯片到芯片互连开发的。

使用QP技术增加带宽和散热，从而确保更好的性能和成本效益。

一个OLYMPUS LEGELOLS4000®激光扫描共聚焦显微镜被团队选择来支持开发过程，提供信息来帮助实验室工作人员，微调制造过程，并提供准确和可重复的测量。由于研究人员需要三维成像，OLS4000选择了实验室的SEM，而不是手写轮廓仪，因为它提供了更快的三维和粗糙度测量。

此外，该仪器可以测量到沟槽底部的临界陡峭轮廓，而另一方面，由于触控笔与侧壁碰撞，触控笔无法触到沟槽底部。OLS4000通过使用短波长的激光提供卓越的成像分辨率。

被子包装的工作原理

QP基于已建立的mems启发的制造技术，既实用又简单。在这种方法中，通过实现连续的芯片与芯片之间的互连，集成电路可以在两个维度上平铺，每对芯片之间只有几微米的缝隙。每个芯片的侧面都有短的导电结节，这些结节水平突出，以便直接连接到其他芯片上的匹配结节。这种相互连接的芯片阵列被称为被子。

QP的好处是：

• 重量和功率耗散
• 降低成本
• 异构集成
• 高输入/输出密度
• 高带宽不超过0.1dB的插入损耗，由结节引起110 GHz
• 与当前封装技术和冷却方案的兼容性

如图1 - 3所示，从晚上10点到晚上100点宽的I/O结构已经在巴黎圣母院制作完成。

图1。QP互连的渲染，显示沉积深入基板的边缘结节。

图2。一对组装好的芯片显示出共面波导将它们连接起来。

图3。棉被包装的芯片被镊子夹在边缘，由相互连接的结核支撑。

测量蚀刻深度

与传统集成电路制造相比，QP有一些额外的步骤。首先，在巴黎圣母院用硅作衬底刻蚀结核沟槽。通过5分钟的深度反应离子蚀刻(DRIE)，得到20µm深的沟槽。利用该方法可以方便、快速、准确地测量结核沟的台阶轮廓OLS4000如图4所示。

测量表面粗糙度

在蚀刻结节沟槽之后，完成铜的电镀以填充沟槽，并用化学机械抛光（CMP）除去覆盖层。在抛光完成之后，磨料颗粒通常在抛光浆料中亚微米二氧化硅或氧化铝，可以粘附到晶片表面并引起污染。欧洲杯猜球平台如图5A，5B和表1所示，OLS4000提供了一种测量表面粗糙度的快速准确的方法，需要小于1分钟，以执行有助于确保最终产品按预期执行的测量值。

图4。步进轮廓测量结节沟槽蚀刻步骤。

（一种）

（b）

图5。在CMP过程之后的表面粗糙度测量。在（a），表面积纹理测量结果在CMP过程之后。在（b）中，CMP清洗后相同的测量结果。

表1。激光共聚焦显微镜数据提供CMP清洁前后表面粗糙度参数的比较。

表面粗糙度参数	之前Post-CMP清洁	后CMP清洁后
算术平均粗糙度Ra	44 nm	13 nm.
Peak-to-Valley粗糙度Rz	243 nm.	87海里
均方根粗糙度Rq	56 nm.	17海里

测量垂直偏移

切片清洗后进行干蚀刻分离，然后进行组装，如图6所示。如果两个芯片结节之间的垂直偏移太多，可能会出现问题。

接触面积的极端变化会影响封装的电性能。因此，必须注意监测各种芯片结节之间的垂直偏移。利用该方法可以获得地表形态和垂直偏移量信息ols4000显微镜为了确保每个“磁贴”正确对齐。

图6。2D组装芯片的图像。

速度和精度

这OLS4000在不同的阶段使用，因为它不仅提供3D测量能力和精确的表面粗糙度测量，因为可以比其他仪器更快地收集两种类型的数据，因为显微镜捕获图像并以秒为单位执行测量值，其中基于系统需要探头以穿过表面，这慢得多。

显微镜的其他优点是高度精确的彩色成像以及其易用性和便利性。其他仪器需要广泛的培训，但奥林巴斯系统很容易学习如何使用。该研究团队目前正在努力制定方法，以扩大其实用性和性能，并使在更大的规模上实施更具成本效益。

印第安纳集成电路公司是一家新兴公司，正在将QP技术商业化，用于MEMS集成、射频系统、高性能计算和其他应用。

结论

由于对集成电路制造和封装的需求非常高，Bernstein博士的实验室开发了一种被称为Quilt封装的芯片对芯片互连技术，在这种技术中，芯片边缘突出的小金属结节帮助芯片以超宽带宽和低功耗进行通信。这项研究创造了世界纪录的互连带宽，从50MHz到100GHz的插入损耗低于0.1dB。该团队目前正致力于开发广泛的商业应用。

这些信息来源于美洲科学解决方案集团的奥林巴斯公司提供的材料，经过审查和改编。欧洲杯足球竞彩

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